تخمین ضرایب هیدرودینامیکی نفوذ آب در خاک با استفاده از بهینه سازی معادلات نفوذ SCS و Horton

تعیین ضرایب معادله های نفوذ با دقت مناسب, یکی از مسائل مهم در برنامه ریزی های آبیاری است. معمولاً برای تعیین این ضرایب از روش آزمایش استوانه های مضاعف استفاده می شود که این روش تنها بُعد هیدرواستاتیکی و نقطه ای نفوذ را در برمی گیرد. در این تحقیق, از جویچه ای با مقطع سهمی شکل, طول 50 متر, عمق متوسط 12 سانتی متر و شیب 02/0 به منظور شبیه سازی یک نهر آبیاری استفاده شد. سه آزمایش با بازه های طولی 7/4, 20 و 40 متر و دبی ورودی 02/0± 6/0 لیتر بر ثانیه با سه تکرار انجام شد. از این میان برای هریک از بازه های طولی, یک آزمایش با حداقل خطای اندازه گیری انتخاب شد. برای تعیین ضرایب معادلات نفوذ, پس از برداشت هیدروگراف های ورودی و خروجی آبراهه با استفاده از فلوم اندازه گیری جریان, هیدروگراف های خروجی از روش های هیدرولیکی ماسکینگام-کونژ, اینرسی صفر و موج سینماتیک روندیابی شدند. در نهایت مقادیر دبی نفوذ با توجه به سطح مقطع متوسط جریان در بازه طولی موردبررسی و لحاظ کردن معادلات نفوذ SCS و هورتون تعیین شدند. هیدروگراف های محاسباتی از اختلاف بین هیدروگراف های خروجی روندیابی شده و دبی های نفوذ به دست آمد. در نهایت با استفاده از روش حداقل مربعات (LSM) برای هیدروگراف های خروجی مشاهداتی و محاسباتی, تابع هدف استخراج گردید. نتایج نشان داد که مقدار متوسط خطای نسبی بین هیدروگراف های خروجی مشاهداتی و محاسباتی از روش ارائه شده کمتر از 5 درصد است. با افزایش طول بازه مورد بررسی, مقادیر دبی نفوذ به دلیل کاهش هد استاتیکی آب, کاهش می یابند. راندمان مدل بر اساس معیار نش-ساتکلیف در تمامی طول ها بیش از 90 درصد بود که دلالت بر این دارد که استفاده هم زمان از معادله هورتون و روش روندیابی اینرسی صفر بهترین نتایج را ارائه می کند.